第二章+污染物在环境中的迁移和转化.ppt

2020年6月10日,1,第二章,污染物在环境中的迁移和转化,2020年6月10日,2,第二章污染物在环境中的迁移和转化,第一节概述第二节环境污染物的迁移第三节环境污染物的转化,内容提要,2020年6月10日,3,第一节概述,污染物的迁移和转化:外源性污染物进入环境以后，由于其自身物理化学性质的决定和各种环境因素的影响，会在空间位置或形态特征等方面发生一系列复杂的变化。在这些变化过程中，污染物直接或间接的作用于人体或其它生物体，发生作用时的污染物距离污染源可能已经很远很远，而且很可能污染物的状态、浓度、组分等都已发生了巨大的变化。这种从污染源释放出的污染物在环境中发生的各种变化过程称为污染物的迁移和转化，有时也称其为污染物的环境行为或环境转归。（environmentalfate）,第二章,2020年6月10日,4,第一节概述,第二章,2020年6月10日,5,研究污染物在环境中的迁移和转化的意义：研究污染物在环境中的迁移转化过程及其规律，对于阐明人类在环境中接触的是什么污染物，接触的浓度、时间、途径、方式和条件等都具有十分重要的环境毒理学意义。,第一节概述,第二章,2020年6月10日,6,迁移和转化的相互联系：污染物在环境中的迁移和转化过程往往是相互依赖和伴随进行的一个复杂的连续过程。迁移为转化提供了环境条件，而转化又为迁移提供了新的理化特征等物质基础，两者既相互区别又相互联系。,第一节概述,第二章,2020年6月10日,7,污染物的迁移是指污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程。可归纳为：机械性迁移、物理化学迁移、生物性迁移。,第二节环境污染物的迁移,第二章,2020年6月10日,8,1、机械性迁移根据污染物在环境中发生机械性迁移的作用力不同，我们一般可分为:气的、水的以及重力的机械性迁移作用等。,第二节环境污染物的迁移,第二章,2020年6月10日,9,第二节环境污染物的迁移,1）气的机械性迁移作用：包括污染物在大气中的自由扩散作用和被气流搬运的作用。均受到气象条件、地形地貌、排放浓度和排放高度等因素的影响。一般规律是污染物在大气中的浓度与污染源的排放量成正比，与平均风速和垂直混合高度成反比。,第二章,2020年6月10日,10,第二节环境污染物的迁移,2）水的机械性迁移作用：包括污染物在水中的自由扩散作用和被水流搬运的作用。受到水文条件、气候条件、水中悬浮物、排放浓度和距排放口的距离等因素影响。一般规律是污染物在水体中的浓度与污染源的排放量成正比，与平均流速和距污染源的距离成反比。,第二章,2020年6月10日,11,第二节环境污染物的迁移,3）重力的机械性迁移作用指污染物及其搬运载体在重力作用下的迁移运动。环境中吸附了污染物的气溶胶、颗粒物、悬浮物等主要以重力沉降的方式在环境中自然迁移。,第二章,2020年6月10日,12,第二节环境污染物的迁移,2、物理化学迁移包括风化淋溶作用、溶解挥发作用、酸碱作用、络合作用、吸附作用以及氧化还原作用。,第二章,2020年6月10日,13,第二节环境污染物的迁移,1）风化淋溶作用：是指环境中的水在重力作用下运动时通过水解作用使岩石、矿物中的化学元素溶入水中的过程，其作用的结果是产生游离态的元素离子。2）溶解挥发作用：溶解作用是一切可溶性污染物污染环境的基本方式之一。,第二章,2020年6月10日,14,第二节环境污染物的迁移,酸碱作用：常表现为环境pH值变化。酸性环境使大多数污染物形成易溶性化合物，促进了污染物的迁移。络合作用：是一种广泛存在于环境中的作用力。当污染物在环境中迁移时，经常和其他离子、离子团或有机大分子络合。络合分子或离子具有特殊的化学性质，因而大大改变了污染物的迁移能力及归宿。,第二章,2020年6月10日,15,第二节环境污染物的迁移,吸附作用：吸附是发生在固体或液体表面对其他物质的一种吸着现象，也是一种影响污染物在环境中迁移转化的重要作用力。氧化还原作用:是自然环境中广泛存在的一种化学反应。,第二章,2020年6月10日,16,第二节环境污染物的迁移,3、生物性迁移：污染物通过生物体的吸附、吸收、代谢、死亡等过程而发生的迁移叫做生物性迁移。其表现形式可分为：生物浓缩、生物累积、生物放大三种类型。,第二章,2020年6月10日,17,第二节环境污染物的迁移,1）生物浓缩（boiconcentration）：生物体从环境中蓄积某种污染物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物富集。生物浓缩的程度用浓缩系数表示(BCF)：,第二章,2020年6月10日,18,第二节环境污染物的迁移,2020年6月10日,19,第二节环境污染物的迁移,生物种类不同，代谢机能不同，在同样条件下，对同一种物质的浓缩系数也会不同。生物浓缩的研究对于阐明污染物在环境中的生物迁移规律、评价和预测污染物进入环境后的危害，以及确定污染物的环境容量和制定环境标准均有重要意义。,2020年6月10日,20,第二节环境污染物的迁移,2）生物积累（bioaccumulation）：指生物个体随其生长发育的不同阶段从环境中蓄积某种污染物，而使BCF不断增大的现象。生物积累的程度用生物积累系数（BAF）表示。,第二章,2020年6月10日,21,第二节环境污染物的迁移,生物积累某种污染物的浓度水平取决于该生物摄取和消除该污染物的速率之比，摄取量如果大于消除量，就会发生生物积累。,2020年6月10日,22,3）生物放大（biomagnification）：在生态系统的同一食物链上，某种污染物在生物体内的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。生物放大系数(BMF)表示生物放大的程度：,第二节环境污染物的迁移,可吸收部份,起作用部分,第二章,2020年6月10日,23,第二节环境污染物的迁移,从上图，随着营养级位的增加，农药浓度的浓度在逐步加大，由浮游生物的265倍，到小鱼的500倍，到大鱼的75000倍，最后到食鱼鸟的80000倍。,第二章,2020年6月10日,24,生物浓缩、生物积累和生物放大的程度，都用来自环境的元素或难分解的化合物的浓缩系数表示，但却是三个不同的概念。生物浓缩是生物机体内某种物质的浓度和环境中的浓度相比；生物积累是同一生物个体在不同代谢活跃阶段机体内的浓度相比；生物放大是同一食物链上不同营养级的生物机体内某种物质的浓度相比。,第二节环境污染物的迁移,第二章,2020年6月10日,25,污染物的转化：污染物在环境中通过物理的、化学的或生物学的作用改变形态或者转变成另一种物质的过程叫做污染物的转化。污染物的转化过程取决于其本身的理化性质和所处的环境条件。根据污染物的转化形式可分为物理转化、化学转化和生物转化,第三节环境污染物的转化,第二章,2020年6月10日,26,(一)物理转化作用：指污染物通过蒸发、渗透、凝聚、吸附、放射性元素的蜕变等一种或几种过程实现的转化。物理转化与污染物的迁移运动两者之间存在的伴随关系较为密切,第三节环境污染物的转化,第二章,2020年6月10日,27,（二）化学转化作用：指污染物通过各种化学反应过程发生的转化，如氧化-还原反应、水解反应、络合反应、光化学反应等。1）在大气中的化学转化，污染物的转化以光化学氧化和催化氧化为主。2）在水体中的化学转化，污染物的转化主要是氧化-还原反应和络合水解反应。3）在土壤中的化学转化，一些农药的水解反应由于土壤颗粒的吸附催化作用而被加速。,第三节环境污染物的转化,第二章,2020年6月10日,28,（三）生物转化和生物降解：指污染物通过生物的吸收和代谢作用而发生的变化。不同的污染物生物降解或转化的结果可能会有截然不同的结果，一种